CN110281684A - 大型铜像的建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型铜像的建造方法，包括：提供待建造的铜像的样品，利用激光扫描仪对样品进行扫描得到三维模型，并制作出与待建造的铜像比例相同的实物模型；根据三维模型的曲面数据按设定比例制作与待建造的铜像相匹配的型面钢架；搭建与待建造的铜像相对应的主钢架，并将型面钢架固定安装于主钢架上；提供铜板，将铜板铺在实物模型表面并进行锻压以形成与实物模型相匹配的蒙皮，将蒙皮与对应的型面钢架固定连接；对蒙皮的表面进行表面处理。本发明有效地解决了铜像建造困难的问题，保证铜像的稳定性，提高施工效率，且该建造方法适应性强，能够广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特指一种大型铜像的建造方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，社会生活变革的加快，人们对宗教艺术等人文领域的精神追求日趋增加，需要建造大型宗教艺术构件如铜人像、铜树、铜摆件等，此类铜像制作工艺复杂、难度大，由于其体积庞大，实际需要承载的载荷较大，因此需要保证铜像的结构稳定，从而进一步加大了铜像建造的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大型铜像的建造方法，解决了铜像建造困难的问题，保证铜像的稳定性，提高施工效率，且该建造方法适应性强，能够广泛应用。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种大型铜像的建造方法，该施工方法包括如下步骤：
S11.提供待建造的铜像的样品，利用激光扫描仪对样品进行扫描得到三维模型，并制作出与待建造的铜像比例相同的实物模型；
S12.根据三维模型的曲面数据按设定比例制作与待建造的铜像相匹配的型面钢架；
S13.搭建与待建造的铜像相对应的主钢架，并将型面钢架固定安装于主钢架上；
S 14.提供铜板，将铜板铺在实物模型表面并进行锻压以形成与实物模型表面相匹配的蒙皮，将蒙皮与对应的型面钢架固定连接；
S15.对蒙皮的表面进行表面处理。
本发明采用大型铜像的建造方法，通过利用激光扫描仪对待建造的铜像的样品进行扫描而得到三维模型，根据该三维模型制作出与待建造的铜像比例相同的实物模型，进而制作型面钢架将型面钢架安装于主钢架上，并利用实物模型制作蒙皮，将蒙皮安装于型面钢架上，最后对蒙皮进行表面处理，完成铜像的建造，有效地解决了铜像建造困难的问题，保证铜像的稳定性，提高施工效率，且该建造方法适应性强，能够广泛应用。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，制作型面钢架时，还包括：
在三维模型的曲面数据上间隔截取纵横向的控制曲线，放样并绘制每一控制曲线的模型图，根据控制曲线的模型图按设定比例制作出对应的板条，将该板条按照控制曲线的模型图拼接成型面钢架。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，将型面钢架固定安装于主钢架上时，还包括：
将型面钢架分解成若干单元块，将型面钢架单元块安装至主钢架上对应的位置。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，将型面钢架安装于主钢架时，还包括：
提供副支架，将副支架的一端与型面钢架的单元块焊接连接，将副支架的另一端与主钢架焊接连接，从而将型面钢架固定于主钢架上。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，锻造并安装蒙皮时，还包括：
将铜板剪裁成若干块，将铜板铺设于实物模型的表面，利用锻锤分别在每一铜板上沿实物模型表面敲击直至铜板全部锻压成形并于实物模型表面形成蒙皮，依次取下实物模型上的蒙皮并安装于型面钢架的对应位置。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，将蒙皮与型面钢架固定连接时，还包括：
提供L形板，于蒙皮的内侧焊接螺钉，利用螺钉将L形板的一侧板固定连接于蒙皮上，将该L形板的另一侧板抵住型面钢架对应的板条，利用对穿螺栓将板条与L形板对应的侧板固定连接，从而使得蒙皮固定连接于型面钢架。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，对蒙皮表面进行表面处理时，还包括：
对蒙皮上的焊缝进行打磨，进而对蒙皮表面进行防腐处理，并对蒙皮进行喷涂。
本发明大型铜像的建造方法的进一步改进在于，制作型面钢架前，还包括：
对三维模型进行数值模拟风洞实验和有限元分析，得出载荷分布数据，以校核三维模型的结构强度。
附图说明
图1为本发明大型铜像的建造方法的流程图。
图2为本发明大型铜像的建造方法中蒙皮与型面钢架部分结构示意图。
图3为本发明大型铜像的建造方法中蒙皮与型面钢架部分连接节点放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1，本发明提供了一种大型铜像的建造方法，通过利用激光扫描仪对待建造的铜像的样品进行扫描而得到三维模型，根据该三维模型制作出与待建造的铜像比例相同的实物模型，进而制作型面钢架将型面钢架安装于主钢架上，并利用实物模型制作蒙皮，将蒙皮安装于型面钢架上，最后对蒙皮进行表面处理，完成铜像的建造，有效地解决了铜像建造困难的问题，保证铜像的稳定性，提高施工效率，且该建造方法适应性强，能够广泛应用。下面结合附图对本发明大型铜像的建造方法进行说明。
参阅图1，图1为本发明大型铜像的建造方法的流程图。下面结合图1，对本发明大型铜像的建造方法进行说明。
如图1、图2和图3所示，本发明大型铜像的建造方法，包括如下步骤：
执行步骤S11.提供待建造的铜像的样品，利用激光扫描仪对样品进行扫描得到三维模型，并制作出与待建造的铜像比例相同的实物模型；接着执行步骤S12
执行步骤S12.根据三维模型的曲面数据按设定比例制作与待建造的铜像相匹配的型面钢架11；接着执行步骤S13
执行步骤S13.搭建与待建造的铜像相对应的主钢架，并将型面钢架11固定安装于主钢架上；接着执行步骤S14
执行步骤S14.提供铜板，将铜板铺在实物模型表面并进行锻压以形成与实物模型表面相匹配的蒙皮12，将蒙皮12与对应的型面钢架11固定连接；接着执行步骤S15
执行步骤S15.对蒙皮12的表面进行表面处理。
作为本发明的一较佳实施方式，在制作型面钢架11时，还包括：
在三维模型的曲面数据上间隔截取纵横向的控制曲线，放样并绘制每一控制曲线的模型图，根据控制曲线的模型图按设定比例制作出对应的板条111，将该板条111按照控制曲线的模型图拼接成型面钢架11。
较佳地，可以利用犀牛软件在三维模型的曲面数据上截取纵横向间距为1:1的控制曲线，对局部重复的控制曲线进行修建，根据控制曲线电脑放样形成每根板条的1:1板条模型图。
进一步的，将型面钢架11固定安装于主钢架上时，还包括：
将型面钢架11分解成若干单元块，将型面钢架单元块安装至主钢架上对应的位置，将型面钢架分成单元块能够方便型面钢架11的安装。
较佳地，若安装部位较为困难可以进一步分割型面钢架单元块，以方便安装。
具体的，将型面钢架11安装于主钢架时，还包括：
提供副支架，将副支架的一端与型面钢架11的单元块焊接连接，将副支架的另一端与主钢架焊接连接，从而将型面钢架11固定于主钢架上。
进一步的，锻造并安装蒙皮12时，还包括：
将铜板剪裁成若干块，将铜板铺设于实物模型的表面，利用锻锤分别在每一铜板上沿实物模型表面敲击直至铜板全部锻压成形并于实物模型表面形成蒙皮12，一次取下实物模型上的蒙皮12并安装于型面钢架11对应的位置。
较佳地，采用手工自由锻制成形的方法锻制蒙皮12，将锻制好的蒙皮12暂时固定在实物模型上，以免同一区域重复锻制，实物模型的制作也为蒙皮12提供参照基础。
进一步的，结合图2和图3所示，将蒙皮12与型面钢架11固定连接时，还包括：
提供L形板13，于蒙皮12的内侧焊接螺钉121，利用螺钉121将L形板13的一侧板固定连接于蒙皮12上，将该L形板13的另一侧板抵住型面钢架11对应的板条111，利用对穿螺栓131将板条111与L形板13对应的侧板固定连接，从而使得蒙皮12固定连接于型面钢架11，这种螺栓连接的方式在实际施工时较为方便，能够提升施工效率。
进一步的，对蒙皮12表面进行表面处理时，还包括：
对蒙皮12上的焊缝进行打磨，进而对蒙皮12表面进行防腐处理，并对蒙皮12进行喷涂。
进一步的，制作型面钢架11前，还包括：
对三维模型进行数值模拟风洞实验和有限元分析，得出载荷分布数据，以校核三维模型的结构强度。
较佳地，在实际安装时，在安装场地建立与实物模型相同的三维坐标系，确定坐标原点和轴线，并在外围建立若干观测站，采用量边交会法进行蒙皮位置的定位；
在主钢架外围一周放置若干个安装基准点，安装基准点设置在与蒙皮等高的层高线上，在观测站用全站经纬仪测出其坐标值，然后计算出蒙皮每个角点到相应两个安装基准点间的距离，供蒙皮安装使用，起到定位的作用；
每块蒙皮12安装完毕，测量正负X、正负Y轴线的偏差情况，并将轴线上引至蒙皮12上端部，以便于上一层轴线处蒙皮12的定位，保证像体不倾斜、不扭曲，测量每层壁板安装后的实际高度，保证高度符合相应的技术条件；
根据主钢架相应层高上设定的安装基准点，通过直接测量蒙皮12角点与相应安装基准点间距离的方法来使蒙皮12初就位，蒙皮12就位前应充分利用吊具进行蒙皮12空间姿态的调整；
采用手工电弧焊，若蒙皮12为黄铜板则焊接采用手工钨极氩弧焊。
本发明的具体实施方式如下：
使用手持式自定位三维激光扫描仪对客户提供的小样进行扫面，在计算机里用Imageware软件组合成像，且任意点测量精度均控制在小于0.5mm范围内；
对扫描的文件数据进光顺曲面、模型修补、细节雕刻等处理，修复小样自身的残损和丢失细节，并生成1∶10模型的曲面数据和模型；
分段分类型制作EPS泡沫实物模型，使用CNC三轴加工型面简单部分，使用CNC五轴加工型面复杂部分，将各部分拼装呈整体实物模型；
利用扫描仪扫描的数据进行数值模拟风洞实验，可以ANSYS fluent 15.0软件为平台，利用铜像的整体三维模型，对铜像周围流场进行数值模拟，进而进行有限元分析以ANSYS和SAP软件为平台，建立结构分析模型进行强度校核和优化，以对铜像的结构强度进行设计；
在三维模型曲面上以设定间隔在横纵两个方向截取控制曲线，以在三维模型曲面上形成网格状控制曲线，将每条控制曲线放样并绘制出独立的三维模型，每一三维模型使用PROCAST软件对型面板条进行排版，把所需切割的控制曲线的数据输入数控激光切割机，得到控制曲线所对应的板条111，将板条111拼合成型面钢架11并进行表面防腐处理；
将型面钢架11分成若干单元块，在分割的时候使用架子对单元块进行加固，防止变形，在铜像预定安装的位置建立坐标系，画出横纵向网格，并按照网格搭建主钢架，将分割成单元块的型面钢架11按顺序对应安装到主钢架上，利用副支架将型面钢架11与主钢架焊接连接；
利用实物模型将铜板锻制成蒙皮12，在锻制过程中根据实物模型表面的形状将铜板裁剪成若干块，将铜板对应实物模型的位置依次进行锻制以形成与实物模型表面形状相匹配的蒙皮12；
在蒙皮12的内侧焊接螺钉121，并利用螺钉121与L形件13的一侧板贴合连接，进而将L形件13的另一侧板与型面钢架11对应位置的板条111通过对穿螺栓131固定连接，从而将蒙皮12安装于型面钢架11上，相邻的蒙皮12通过焊接连接；
对蒙皮12上的焊缝表面磨平，对主钢架和型面钢架11以及副支架部分进行防腐处理，除锈等级为Sa2.5，在表面涂金属漆，总涂膜厚度为120μm，对蒙皮13表面进行表面处理，将待涂表面用46目砂盘分段分块进行打磨，去除表面的氧化层等杂物，打磨后的表面要在6小时内涂上底漆，喷涂环氧富锌抗锈底漆，喷涂厚度约30微米，干燥后批涂原子灰，在底漆干燥后，薄批基层缺陷，干燥后打磨，喷漆中漆，涂装时要求色泽均匀一致，控制膜厚30微米/道并记录，清理后喷漆面漆，控制膜厚30微米/道并记录,涂装后静置干燥，检验后进行表面清理；
饰面喷涂后进行清洁和修补，即可验收。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种大型铜像的建造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11.提供待建造的铜像的样品，利用激光扫描仪对所述样品进行扫描得到三维模型，并制作出与所述待建造的铜像比例相同的实物模型；
S12.根据所述三维模型的曲面数据按设定比例制作与所述待建造的铜像相匹配的型面钢架；
S13.搭建与所述待建造的铜像相对应的主钢架，并将所述型面钢架固定安装于所述主钢架上；
S14.提供铜板，将所述铜板铺在所述实物模型表面并进行锻压以形成与所述实物模型表面相匹配的蒙皮，将所述蒙皮与对应的所述型面钢架固定连接；
S15.对所述蒙皮的表面进行表面处理。
2.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，制作所述型面钢架时，还包括：
在所述三维模型的曲面数据上间隔截取纵横向的控制曲线，放样并绘制每一所述控制曲线的模型图，根据所述控制曲线的模型图按设定比例制作出对应的板条，将所述板条按照所述控制曲线的模型图拼接成所述型面钢架。
3.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，将所述型面钢架固定安装于所述主钢架上时，还包括：
将所述型面钢架分解成若干单元块，将所述型面钢架单元块安装至所述主钢架上对应的位置。
4.如权利要求3所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，将所述型面钢架安装于所述主钢架时，还包括：
提供副支架，将所述副支架的一端与所述型面钢架的单元块焊接连接，将所述副支架的另一端与所述主钢架焊接连接，从而将所述型面钢架固定于所述主钢架上。
5.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，锻造并安装所述蒙皮时，还包括：
将所述铜板剪裁成若干块，将所述铜板铺设于所述实物模型的表面，利用锻锤分别在每一所述铜板上沿所述实物模型表面敲击直至所述铜板全部锻压成形并于所述实物模型表面形成所述蒙皮，依次取下所述实物模型上的蒙皮并安装于所述型面钢架对应的位置。
6.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，将所述蒙皮与所述型面钢架固定连接时，还包括：
提供L形板，于所述蒙皮的内侧焊接螺钉，利用所述螺钉将所述L形板的一侧板固定连接于所述蒙皮上，将所述L形板的另一侧板抵住所述型面钢架对应的板条，利用对穿螺栓将所述板条与所述L形板对应的侧板固定连接，从而使得所述蒙皮固定连接于所述型面钢架。
7.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，对所述蒙皮表面进行表面处理时，还包括：
对所述蒙皮上的焊缝进行打磨，进而对所述蒙皮表面进行防腐处理，并对所述蒙皮进行喷涂。
8.如权利要求1所述的大型铜像的建造方法，其特征在于，制作所述型面钢架前，还包括：
对所述三维模型进行数值模拟风洞实验和有限元分析，得出载荷分布数据，以校核所述三维模型的结构强度。
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